热等静压

热等静压

Hot Isostatic Pressing，HIP

    热等静压是一种用于减少金属中的孔洞或者提高陶瓷材料密度的制造工艺。这提高了材料的机械性能和可加工性。在热等静压过程中，材料在密闭容器中同时受到高温和各方向相同的高压的处理。施压气体为惰性气体以避免与材料发生化学反应，一般用氩气。腔室被加热，导致容器内的压力增加。许多系统使用相关的气泵达到必要的压力水平。从各个方向对材料施加压力。

    HIP将使金属注射成型（Metal injection Molding，MIM ）致密化接近全密度，在MIM中，组件可能由于较早的处理而具有密度梯度。例如，一个组件在其形状内可能具有密度梯度，这取决于浇口位置。在浇口附近，部件具有高度推挤的颗粒，而在远离浇口的地方，成型压力较小，部件具有松散堆积的颗粒。而在烧结过程中，如果存在这种类型的梯度，靠近浇口的区域将收缩小于距离浇口最远的区域，这可以在HIP期间进一步增强，密度较小的区域比密度较大的区域收缩的更多。

   MIM制造的部件对HIP工艺反应良好，因为表面孔隙率很小，而MIM工艺产生的孔通常非常小。与熔模铸造不同，在HIP后正确制造的MIM组件上看不到凹坑或凹陷。然而，有时可以看到现有孔隙附近的轻微变形。

    材料工作过程中，材料内部残留的缺陷，例如铸造产品生产中残留的孔隙、裂纹和偏析，既是断裂萌生点，也是磨损和腐蚀萌生点，这些缺陷极大的降低材料性能、使用寿命和稳定性。在一些极端工作环境中，如电力机组、海底石油管道等所在环境下，一旦材料发生断裂失效，将造成极严重的后果，因此对材料性能要求极高。

    此时，热等静压作为一种特殊成形方法，或后续热处理工序，可为材料提供高性能的保障。

01.

扩散链接

扩散连接是指相互接触的材料表面，置于真空或保护气氛中加热至母材熔点以下的温度，对齐施加压力使两连接表面局部发生塑性变形，原子间产生相互扩散，在界面处形成新的扩散层，从而实现可靠连接。

扩散链接

Dissfusion.

扩散连接分为固相扩散和液相扩散。近年来随着材料科学的发展，新材料不断涌现，在生产应用中，经常遇到新材料本身或与其它材料的连接问题。如陶瓷、金属化合物、非晶态材料及单晶合金等，用传统的方法，很难实现可靠的连接，利用热等静压技术可以达到扩散连接的目的。

02.

致密化处理

将待处理工件以及气体发生源置于处理主体的容纳腔中，将容纳腔密封；对密封后的容纳腔内部进行加热，使得气体发生源产生气体并在容纳腔内达到预设压力；气体发生源产生的气体为不与待处理工件反应的气体。

致密化处理

Densification.

热等静压致密化处理：是指将铸件、金属注射成型件或金属3D打印制品等内部存在缺陷的产品，至于密闭高温环境下，通过惰性气体作为传压介质，对其施加各项等同的等静压力，迫使材料固相下发生形变，原子层面上发生扩散，内部孔隙和微小裂纹消失，以消除材料内部断裂萌生点（应力集中点），从而极大的提升制品整体性能。

  收缩缺陷、蠕变孔隙及内裂均不存在。

  热等静压处理可对铸造件进行修复，否则在X光检查中将被视为次品。

  热等静压处理可通过消除孔隙去除疲劳裂纹萌生区域。

03.

近终成形

近终成形技术是一种高精度加工技术，其核心理念是通过先进的数控技术和材料科学，奖金数材料或其他工程材料加工成型的过程，该技术可用于制造复杂的零件和组件，如发动机涡轮叶片、航空发动机燃烧室壁板、汽车发动机缸体等、

近终成形

Near Net Shape 

    该项技术包括近净形铸造成形、精确塑性成形、精确连接、精密热处理改性、表面改性、高精度模具等专业领域，并且是新工艺、新装备、新材料以及各项新技术成果的综合集成技术。

    设计灵活 - 设计成与最终制品几乎相同的形状，减少原料浪费，机加工程序，和运输时间。

    晶粒细小均匀，具有各向同性的材料性能- 耐磨，耐腐蚀，机械性能提升，寿命超长。

//

编辑丨曹硕

（部分图片来源网络，如有侵权，请联系删除。）

校对丨汪宁